第六章 第8讲　实验 验证机械能守恒定律.pdfVIP

第8讲实验:验证机械能守恒定律

一、装置与器材

打点计时器、交流电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、铁架台(带铁夹)、导线。

二、实验步骤

1.安装器材:将打点计时器固定在铁架台上,用导线将打点计时器与电源相连。

2.打纸带:用手竖直提起纸带,使重物停靠在打点计时器下方附近,先接通电源,再松开纸带,

让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打出一系列的点,取下纸带,换上新的纸带重打几

条(3～5条)。

3.选纸带:从打出的几条纸带中选出一条点迹清晰的纸带。

三、数据处理

方案一:利用起始点和第n点计算

代入mgh和,如果在实验误差允许的范围内,mgh和mv2相等,则验证了机械能守

nnn

恒定律。

方案二:任取两点计算

(1)任取两点A、B,测出h,算出mgh。

ABAB

算出的值。

22

(3)在实验误差允许的范围内,若mghABmvB-mvA,则验证了机械能守恒定律。

方案三:图像法

2

从纸带上选取多个点,测量从第一个点到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方v,

22

然后以v为纵轴,以h为横轴,根据实验数据作出v-h图像。若在误差允许的范围内图像

是一条过原点且斜率为g的直线,则验证了机械能守恒定律。

四、注意事项

1

1.打点计时器要竖直:安装打点计时器时要竖直架稳,使其两限位孔在同一竖直线上,以减

小摩擦阻力。

2.重物应选用质量大、体积小、密度大的。

3.应先接通电源,让打点计时器正常工作,后松开纸带让重物下落。

4.某时刻的瞬时速度的计算应用不能用或vgt来计算

n

5.此实验中不需要测量重物的质量。

五、误差分析

1.系统误差

本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服阻力(空气阻力、打点计时器阻力)做功,故重

物动能的增加量ΔE稍小于其重力势能的减少量ΔE即ΔEΔE这属于系统误差,改进的

kp,kp,

方法是调整器材的安装,尽可能地减小摩擦阻力,选用质量大,体积小的物体作重物,以减小

空气阻力的影响。

2.偶然误差

本实验的另一个误差来源于长度的测量,属于偶然误差。减小误差的方法是测下落距离时

都从O点测量,一次将各打点对应的下落高度测量完,或者多次测量取平均值。

考点一基础性实验

[例1]【实验原理与实验操作】(2024·贵州贵阳模拟)(1)如图甲所示为探究机械能守恒定

律的实验原理图。下列说法正确的是。

A.所选重物质量越大越好

B.重物必须由静止释放

C.释放前应让纸带自由下垂

D.若电火花计时器的频率变为51Hz,则测出的速度大小偏小

2

(2)实验中,得到一条如图乙所示的纸带,已知打点计时器打出O点时重物的速度为0。已

知打点计时器的周期为T,重力加速度为g,若下落过程中机械能守恒,则满足等式

(用图乙中所给字母表示)。

2

(3)某同学画出了v-h图像,h是计数点到起始点O的距离,v是该计数点的速度,下列判断

正确的是